[發明專利]非均勻介質中光傳輸特性實驗裝置與實驗方法

在審

• 申請號: 201710543136.0
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN107481602A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 張宗權;徐銘;田玉龍;衛芬芬;劉志存;黃育紅;任俊鵬;姚志;耿玉
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: G09B23/22
• 分類號: G09B23/22
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司61201
• 代理人: 申忠才

1.一種非均勻介質中光傳輸特性實驗裝置，包括設置在底座(9)上的多路溫度測試儀(7)和內裝有水的透明水槽(5)，設置在透明水槽(5)內的左側壁上安裝有半導體制冷片(2)的半導體制冷片支架(1)，半導體制冷片支架(1)和半導體制冷片(2)浸入水中，設置在透明水槽(5)前側外底座(9)上安裝有半導體激光器(11)的激光器支架(10)，其特征在于：包括設置在透明水槽(5)內的前側壁、后側壁上各1個梯度板支架(3)，設置在梯度板支架(3)上的梯度板(4)，設置在透明水槽(5)右側壁外上的坐標板(6)，它還包括設置在底座(9)上的徑跡測量器(8)。

2.根據權利要求1所述的非均勻介質中光傳輸特性實驗裝置，其特征在于：所述的梯度板支架(3)的幾何形狀為∏形，兩個梯度板支架(3)的開口端相對設置，兩個梯度板支架(3)的豎直中心線位于同一個平面內、且與透明水槽(5)的底面垂直，在梯度板支架(3)的下部加工有銷軸槽孔或3個銷軸孔，銷軸孔或銷軸槽孔的中心線位于同一條直線上且與透明水槽(5)的底面垂直。

3.根據權利要求1所述的非均勻介質中光傳輸特性實驗裝置，其特征在于：所述的梯度板(4)是高度為10～14cm的有機玻璃板，梯度板(4)的水平中心線與半導體制冷片(2)的水平中心線在同一水平面內。

4.根據權利要求1所述的非均勻介質中光傳輸特性實驗裝置，其特征在于所述的徑跡測量器(8)為：在底板(8-1)上設置有觀測管(8-2)，觀測管(8-2)的中心線與底板(8-1)垂直，觀測管(8-2)用不透光材料制成，觀測管(8-2)的內徑為1～3mm、長度為30～50mm。

5.一種使用權利要求1的非均勻介質中光傳輸特性實驗裝置的實驗方法，其特征在于由下述步驟組成：

1)在透明水槽(5)內加入水，梯度板支架(3)上安裝高度為10～14cm的梯度板(4)，多路溫度測試儀(7)放置于底座(9)上，將多路溫度測試儀(7)的溫度傳感器放入梯度板(4)與透明水槽(5)右側壁之間水中；

2)調整半導體激光器(11)的位置，使半導體激光器(11)射出的激光束處于距離透明水槽(5)底面高度為13cm的水平面上、并平行于梯度板(4)，通過梯度板(4)與透明水槽(5)右側壁之間的水域；

3)接通半導體制冷片(2)和多路溫度測試儀(7)的電源，多路溫度測試儀(7)開始采集水中豎直方向的溫度分布變化的數據，觀察激光束徑跡的變化情況；當半導體制冷片(2)通電60～70分鐘后，激光束徑跡的彎曲程度不再變化，同時通過多路溫度測試儀(7)觀測透明水槽(5)內水中豎直方向的溫度分布變化的數據，繼續采集溫度分布至100分鐘，得到梯度板(4)與透明水槽(5)右側壁之間水中豎直方向的溫度梯度曲線；

4)透明水槽(5)內水中豎直方向的溫度梯度穩定后，測量水中激光束徑跡，將徑跡測量器(8)在坐標板(6)上從激光束在透明水槽(5)的入射處沿激光束的徑跡移動到透明水槽(5)上激光束的出射處，在坐標板(6)上橫坐標每隔1cm用徑跡測量器(8)觀測管(8-2)讀取一次觀測點處激光束在坐標板(6)上的縱坐標，得到激光束在溫度梯度場中的傳輸徑跡。